Un rilevatore sotterraneo profondo potrebbe scoprire la storia delle supernove dell'universo

Quando una stella massiccia esaurisce il carburante, il suo nucleo collassa sotto la forza di gravità, innescando un'esplosione potente e luminosa che frantuma gli strati esterni della stella. Questa morte esplosiva è nota come supernova. Tuttavia, ciò che si vede nella luce visibile rappresenta solo l'1% circa dell'energia rilasciata, mentre l'energia restante viene emessa sotto forma di neutrini.

I neutrini, chiamati anche particelle fantasma, sono particelle fondamentali con una massa molto piccola, senza carica elettrica e con interazioni molto deboli con altra materia, che li rendono molto difficili da rilevare. Possono attraversare stelle, pianeti, galassie e persino il corpo umano senza essere rilevati. I neutrini possono percorrere distanze enormi senza interagire, il che significa che possono trasportare informazioni dirette dal nucleo delle stelle che esplodono. Pertanto, lo studio dei neutrini può fornire informazioni preziose sulle supernovae a collasso del nucleo.

Una cosa notevole è che il segnale combinato di molte supernovae core-collapse passate può essere osservato con una maggiore sensibilità del rivelatore. Il segnale è noto come fondo diffuso di neutrini di supernova.

Super-Kamiokande è un enorme rivelatore sepolto sottoterra in Giappone. Questo strumento può rilevare queste particelle attraverso i flash creati quando un neutrino si scontra con i protoni o gli elettroni delle molecole d'acqua. Questi flash vengono rilevati dai sensori del rivelatore.

Il gadolinio è stato aggiunto a questo rilevatore per migliorare la sua capacità di rilevare i neutroni prodotti nelle interazioni dei neutrini. Gli scienziati ritengono che questo aggiornamento aiuterà l'osservazione dei neutrini delle supernove in tutto l'universo. Un'altra domanda importante è quale tipo di oggetto rimane dopo l'esplosione. Lo studio dei neutrini può aiutare gli scienziati a comprendere meglio questi risultati. Invece di osservare una singola supernova, si può studiare la storia collettiva delle esplosioni stellari.